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Evolução molecular teórica

Processo: 99/09644-9
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Temático
Vigência: 01 de março de 2000 - 31 de agosto de 2004
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Geral
Pesquisador responsável:José Fernando Fontanari
Beneficiário:José Fernando Fontanari
Instituição-sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Auxílios(s) vinculado(s):01/10297-3 - Edvaldo nogueira junior | Univ federal bahia/ufba - Brasil, AV.BR
Bolsa(s) vinculada(s):02/13225-6 - Ecossistemas de replicadores, BP.DR
02/01050-7 - Co-evolução de quase-espécies, BE.PQ
02/01038-7 - Evoluindo integradores de informação pré-bióticos através de algoritmos genéticos, BP.PD
+ mais bolsas vinculadas 01/13277-3 - Origem e evolução de sistemas auto-catalíticos, BP.DR
01/06138-7 - Evolução dinâmica e filogenia em relevos rugusos, BP.PD
00/14036-7 - Dinâmica e genealogia de modelos de genética de populações com recombinação, BP.MS
00/06044-0 - Inferência ancestral em evolução pré-biótica, BP.DR
00/05446-7 - Dinâmica de replicadores com interações de alta ordem, BP.PD - menos bolsas vinculadas
Assunto(s):Evolução  Evolução molecular  Genealogia  Seleção natural  Seleção genética 

Resumo

A introdução de métodos moleculares no estudo da evolução transformou esse campo de pesquisa numa ciência exata, na qual os parâmetros relevantes podem ser medidos com precisão e as teorias testadas contra os dados experimentais. Neste projeto vamos nos concentrar em duas áreas de estudo, a saber, (a) reconstrução da história evolucionária de genes e organismos (inferência ancestral), e (b) evolução pré-biótica ou a origem da vida. Embora essas áreas tenham sido tradicionalmente estudadas separadamente, principalmente porque a origem da vida ainda é uma questão bastante especulativa, vamos argumentar que, pelo menos do ponto de vista teórico, os modelos usados para estudar esses dois problemas são essencialmente os mesmos; a principal diferença sendo a ênfase dada a diferentes características ou grandezas do processo evolucionário. Neste sentido, planejamos usar nossa experiência de 5 anos de trabalho em evolução pré-biótica para abordar problemas de reconstrução filogenética e genealógica. Esse tipo de problema possui enorme importância prática como, por exemplo, a elucidação da origem e história natural dos vírus. Mais especificamente, vamos nos concentrar nos efeitos da seleção (ou reprodução diferenciada) nas propriedades estatísticas de árvores genealógicas tais como os padrões de adjacência e a distribuição de distâncias internodais. Embora essas propriedades sejam bem entendidas no caso de evolução neutra, há muito poucos trabalhos que levam a seleção em conta. Com relação ao tema evolução pré-biótica, vamos nos concentrar principalmente na aplicação de idéias da teoria de seleção de grupos para explicar a coexistência estável de moléculas auto-replicadoras com taxas de replicação distintas. Essa coexistência é fundamental para o surgimento de aglomerados moleculares complexos capazes de funcionar como um metabolismo rudimentar. (AU)

Publicações científicas (15)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
MAIA, LEONARDO P.; COLATO, ALEXANDRE; FONTANARI, JOSÉ F. Effect of selection on the topology of genealogical trees. Journal of Theoretical Biology, v. 226, n. 3, p. 315-320, Feb. 2004.
FONTANARI‚ JF; PERLOVSKY‚ LI. Solvable null model for the distribution of word frequencies. Physical Review E, v. 70, n. 4, p. 042901, 2004.
SANTOS‚ D.O.C.; FONTANARI‚ J.F. Model ecosystems with random nonlinear interspecies interactions. Physical Review E, v. 70, n. 6, p. 061914, 2004.
MAIA, LEONARDO P.; BOTELHO, DANIELA F.; FONTANARI, JOSÉ F. Analytical solution of the evolution dynamics on a multiplicative-fitness landscape. Journal of Mathematical Biology, v. 47, n. 5, p. 453-456, Nov. 2003.
FONTANARI‚ JF; COLATO‚ A.; HOWARD‚ RS. Mutation accumulation in growing asexual lineages. Physical Review Letters, v. 91, n. 21, p. 218101, 2003.
STADLER‚ P.F.; HORDIJK‚ W.; FONTANARI‚ J.F. Phase transition and landscape statistics of the number partitioning problem. Physical Review E, v. 67, n. 5, p. 056701, 2003.
DE OLIVEIRA‚ V.M.; FONTANARI‚ JF. Complementarity and diversity in a soluble model ecosystem. Physical Review Letters, v. 89, n. 14, p. 148101, 2002.
FERREIRA‚ C.P.; FONTANARI‚ JF. Nonequilibrium phase transitions in a model for the origin of life. Physical Review E, v. 65, n. 2, p. 021902, 2002.
ROSAS‚ A.; FERREIRA‚ CP; FONTANARI‚ JF. Evolution of protein synthesis in a lattice model of replicators. Physical Review Letters, v. 89, n. 18, p. 188101, 2002.
ROSAS‚ A.; NOGUEIRA JR‚ E.; FONTANARI‚ J.F. Multifractal analysis of DNA walks and trails. Physical Review E, v. 66, n. 6, p. 061906, 2002.
COLATO‚ A.; FONTANARI‚ JF. Soluble model for the accumulation of mutations in asexual populations. Physical Review Letters, v. 87, n. 23, p. 238102, 2001.
DE OLIVEIRA‚ V.M.; FONTANARI‚ JF. Extinctions in the random replicator model. Physical Review E, v. 64, n. 5, p. 051911, 2001.
FERREIRA‚ C.P.; FONTANARI‚ J.F.; DOS SANTOS‚ R.M.Z. Phase transitions in a model for the formation of herpes simplex ulcers. Physical Review E, v. 64, n. 4, p. 041903, 2001.
ALVES‚ D.; CAMPOS‚ PRA; SILVA‚ ATC; FONTANARI‚ JF. Group selection models in prebiotic evolution. Physical Review E, v. 63, n. 1, p. 011911, 2000.
DE OLIVEIRA‚ V.M.; FONTANARI‚ JF. Random replicators with high-order interactions. Physical Review Letters, v. 85, n. 23, p. 4984-4987, 2000.

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